Vilka är de olika typerna av parallell bearbetningsteknik?

Parallellbehandling är en typ av datorbehandling där stora datoruppgifter bryts in i mindre underuppgifter som sedan bearbetas samtidigt, eller parallellt, snarare än i följd.Denna teknik används allmänt i modern dator, särskilt för avancerade problem som de som hanteras inom naturvetenskapen.Exempel på parallell bearbetningsteknik inom en enda enhet inkluderar symmetrisk multiprocessing och multicore -bearbetning.Flera datorer kan också kopplas samman för att fungera parallellt genom metoder som distribuerad dator, datorkluster och massivt parallella datorer.

En symmetrisk multiprocessor är en dator med en enda gemensam huvudminne och operativsysteminstans kopplad till flera, identiska processorer.Processorerna har samma kapacitet och är kopplade till ett gemensamt minne, så uppgifter kan enkelt tilldelas eller tilldelas efter behov för att balansera arbetsbelastningen mellan dem.Vid multicore -bearbetning innehåller varje processor minst två centrala bearbetningsenheter (CPU), kallade kärnor, som ansvarar för att läsa och utföra instruktioner.I huvudsak är en multicore -processor faktiskt flera processorer i en enda integrerad komponent.Detta möjliggör snabbare och effektivare kommunikation mellan bearbetningskärnor, jämfört med multiprocessordatorer där varje CPU är en separat komponent.

Multiprocessordatorer används allmänt i vetenskapliga och affärsapplikationer.Det är mindre vanligt i persondatorsystem, som vanligtvis är uniprocessordesign, även om multiprocessorer har blivit vanligare på konsumentmarknaden.Datorprogramvara måste vara specifikt utformad för multiprocessordatorer för att dra full nytta av de fördelar den kan ge, och denna typ av programvara har ofta prestandaproblem på en enprocessdator som ett resultat.På samma sätt får program skrivna med en enda processor i åtanke vanligtvis endast begränsade fördelar med multiprocessing eftersom de inte är utformade för att dra nytta av det.

Distribuerad parallellbearbetningsteknik använder flera, annars oberoende datorer som arbetar med olika delar av ett problem parallellt, kopplade samman via Internet eller ett internt nätverk så att de kan kommunicera med varandra.Denna typ av parallell bearbetningsteknik kan användas med datorer som är fysiskt avlägsna från varandra, även om detta inte nödvändigtvis alltid är fallet.Tillsammans bildar de länkade datorerna det som kallas ett beräkningsnät.

Beräkningsnät kan vara mycket stora och potentiellt integrera tusentals datorer som kan spridas över hela världen.Dessa datorer kan också arbeta med oberoende problem samtidigt, med uppgifter som arbetas med av nätet som distribueras mellan datorer enligt hur mycket reservbehandlingskapacitet var och en har i det ögonblicket.Nätberäkning skiljer sig från de flesta andra moderna parallella datorer eftersom ett enda rutnät ofta innehåller en mångfaldig mängd datorer med olika kapacitet, snarare än en grupp identiska enheter.

Datorkluster är en form av parallell bearbetningsteknik där flera länkade datorer, vanligtvis, vanligtvisMed identiska funktioner, arbeta nära som en enda enhet.Till skillnad från symmetrisk multiprocessing, som använder flera processorer som delar ett gemensamt minne och operativsystem, är varje enskild enhet i ett kluster en komplett fristående dator.Dessa är vanligtvis på samma geografiska läge och är anslutna i ett lokalt nätverk.Vissa datorer är byggda specifikt för användning i datorkluster, men kluster kan också bildas genom att länka datorer som ursprungligen var utformade för att fungera autonomt.

Massivt parallella datorer har vissa likheter med klusterdatorer, eftersom de också består av flera datorer sammanfogade, men de är mycket större och innehåller vanligtvis hundra hundras eller tusentals noder.De har också sina egna specialiserade komponenter som länkar de enskilda datorerna som består av det tillsammans, medan datorkluster sammanfogas med standard, off-the-hyllhårdvara som ofta kallas råvarukomponenter.De mest avancerade massivt parallella datorerna kan vara verkligen kolossala och innehåller tiotusentals enskilda datorer som fyller tusentals kvadratmeter utrymme, alla arbetar tillsammans.De flesta av världens avancerade superdatorer, som används för komplexa beräkningar inom områden som astrofysik och global klimatmodellering, är av denna typ.